新教材高中物理人教版学案3-3牛顿第三定律

3牛顿第三定律知识点一作用力和反作用力(1)物体之间力的作用总是相互的，所以说施力物体同时也一定是受力物体，物体间相互作用的一对力，叫作作用力和反作用力．(2)把两个弹簧测力计A和B连接在一起(如图所示)．用手拉弹簧测力计A，可以看到两个弹簧测力计的指针同时移动，弹簧测力计B的示数反映的是弹簧A对弹簧B的作用力F的大小，而弹簧测力计A的示数反映的是弹簧B对弹簧A的反作用力F′的大小．可以看出，两弹簧测力计的示数会同步改变，且示数相等．这说明作用力和反作用力总是大小相等、方向相反．在某校一次拔河比赛结束后，获胜班级的队员小明，在接受校广播站小记者采访时说：“我们班获得胜利的关键是我们拉对手的力总能大于他们拉我们的力，我们是最棒的！”想一想，小明的关于获胜原因的分析是否具有科学道理？提示：小明的分析是没有科学道理的，因为两队进行拔河比赛，彼此作用于对方的力是属于作用力与反作用力，始终都是大小相等的，小明所在班级能够获胜的原因是由于他们与地面之间的静摩擦力大于对手班级对他们的拉力．知识点二牛顿第三定律(1)研究表明，两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，这就是牛顿第三定律．(2)作用力和反作用力与平衡力的区别在于作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力，而平衡力作用在一个物体上，合力为零．如图所示，跳高运动员从地面上起跳的瞬间，地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力，这种说法正确吗？为什么？提示：不正确．跳高运动员从地面上起跳的瞬间，运动员受重力和地面对运动员的支持力，当支持力大于重力时，运动员才产生向上的加速度，才能起跳．而地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对作用力和反作用力，大小一定相等．知识点三物体的受力分析(1)概念：把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受的力的示意图，这个过程就是受力分析．(2)受力分析的用途：一个物体的运动状态是否改变，可以用加速度描述，加速度的大小是由物体所受各个力的合力决定的．求物体的加速度时，必须先对物体进行受力分析．(3)三种常见作用力：①重力：任何物体都受重力，其方向竖直向下．②弹力：两个相互接触的物体相互挤压，就会产生弹力．其方向与接触面垂直．③摩擦力：当接触面粗糙且发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面处就会产生滑动摩擦力或静摩擦力．其方向与接触面平行．如图所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于静止状态．若各接触面与水平地面平行，则A、B两物体各受几个力(假设水平地面光滑)(C)A．3个、4个 B．4个、4个C．4个、5个 D．4个、6个考点一牛顿第三定律定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上．这里的“总是”是强调对于任何物体，在任何条件下，作用力和反作用力的关系都成立．对此，可以从以下几个方面理解：(1)不管物体大小、形状如何，例如大物体与大物体之间，或大物体与小物体之间，还是任何形状的物体之间，其相互作用力总是大小相等、方向相反的；(2)不管物体的运动状态如何，例如静止的物体之间，运动的物体与静止的物体之间，其相互作用力总是大小相等、方向相反的；(3)作用力和反作用力的产生和消失是同时的．两者中若有一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，否则其间的相等关系就不成立了．【例1】(多选)一个成年人跟一个小孩子站在水平地面上手拉手比力气，结果成年人把小孩子拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，下列说法中正确的是()A．成年人拉小孩子的力一定比小孩子拉成年人的力大B．成年人拉小孩子的力与小孩子拉成年人的力是一对作用力与反作用力C．成年人拉小孩子的力与小孩子拉成年人的力大小一定相等D．只有在成年人把小孩子拉动的过程中，成年人的力才比小孩子的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大【审题指导】解答本题时要把握以下三点：(1)成年人拉小孩子的力与小孩子拉成年人的力是怎样的关系．(2)小孩子被拉过来是因为小孩子受到的合力指向成年人．(3)根据牛顿第三定律判断拉力大小的关系．【解析】成年人与小孩子手拉手比力气时，成年人拉小孩子的力与小孩子拉成年人的力是一对作用力与反作用力，因此，无论是在相持阶段，还是在小孩子被成年人拉过来的过程中，这两个力的大小总是相等的，选项B、C正确．【答案】BC总结提能一对作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．有作用力，就有反作用力，它们总是成对出现的，同时产生、同时变化、同时消失，而且是同一种性质的力．如下图所示，将两弹簧测力计a、b连接在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明(C)A．这是两个完全相同的弹簧测力计B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比C．作用力与反作用力大小相等、方向相反D．力是改变物体运动状态的原因解析：实验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力，它们一定大小相等、方向相反，选项C正确．考点二一对相互作用力与一对平衡力的区别【例2】一物体静止在水平面上的固定斜面上，如图所示，下列说法正确的是()A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C．物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D．物体所受的重力和物体对斜面的压力是一对平衡力【审题指导】解答本题时应把握以下三点：(1)一对平衡力是作用在同一个物体上的．(2)一对作用力与反作用力是作用在两个相互作用的物体上的．(3)作用力与反作用力的性质一定相同．【解析】物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力及物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力同属物体和斜面间的相互作用力，分别作用在斜面和物体上，因此它们是两对作用力与反作用力，选项A错误，B正确；物体所受的重力是地球施加的，其反作用力是物体对地球的吸引力，应作用在地球上，选项C错误；物体所受的重力作用在物体上，方向竖直向下，物体对斜面的压力作用在斜面上，方向垂直于斜面向下，故这两个力不可能是一对平衡力，选项D错误．【答案】B总结提能(1)作用力与反作用力是“异体、共线、反向等大、同性、同存”的，而平衡力是“同体、共线、反向等大”的．(2)一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别是：看作用点，一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，作用力和反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上，还要看它们是不是相互作用产生的．如图所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力F作用，却仍然保持静止，则下列说法中正确的是(D)A．物体受三个力作用，其中有一对平衡力B．物体受三个力作用，其中有一对作用力与反作用力C．物体受四个力作用，其中有两对作用力与反作用力D．物体受四个力作用，其中有两对平衡力解析：物体受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F作用，根据物体处于静止状态，物体所受合外力为零，所以物体在水平方向除受水平向右的拉力F外，还必须受水平向左的摩擦力Ff，所以物体共受四个力的作用，选项A、B错误；由于作用力与反作用力是分别作用在两个不同物体上的，所以物体所受的四个力中不可能构成作用力与反作用力，因此选项C错误；物体水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，其合力为零，为一对平衡力．竖直方向受重力和支持力，也为一对平衡力，所以选项D正确．考点三检查受力分析是否正确的两条原则对物体进行受力分析，应始终扣住“力是一个物体对另一个物体的作用”的概念，按“重力一定有，弹力看四周，分析摩擦力，不忘电磁浮”的步骤进行．尽管这样，在画受力图时有时还会出现多画不存在的力和少画物体实际受到的力的情况，所以在对物体受力分析完成之后，还应按下面的两条原则给予检查.原则思路例证每个力都能找到施力物体一个力有受力物体，就一定存在这个力的施力物体．掌握了这个原则，就可以避免多画力．找不到施力物体的力是不存在的抛出去的篮球在空中受到几个力？在分析时，同学们往往认为在空中飞行的篮球除受到重力外，还受到一个“推力”，但我们想想，这个“推力”的施力物体是谁？显然，这个施力物体是无法找到的，故“推力”是不存在的物体的受力情况必须与物体的运动状态相符合力是使物体运动状态发生改变的原因，掌握了这个原则，不但可以检查出多画的力，也可以检查出少画的力例：如图甲，A、B叠放在光滑的水平面上，B受到一个外力F后，A、B保持相对静止且相对地面做匀加速运动，分析物体A的受力情况．同学们往往只考虑A受到重力GA和B对A的支持力FN，而漏画了B对A的静摩擦力Ff.因为A、B整体在外力F作用下做匀加速运动，而A物体做水平方向的匀加速运动是什么力作用的结果呢？这个水平力只能是B对A的静摩擦力Ff了．如图乙所示【例3】(多选)如图所示，质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上，a、b分别受到两个水平拉力的作用，两个力的大小均为F，两木块保持静止状态，则()A．a、b之间一定存在静摩擦力B．b与地面之间一定存在静摩擦力C．b与地面之间一定不存在静摩擦力D．地面对b的支持力一定大于2mg【审题指导】解答本题时应把握以下两点：(1)分析b与地面之间的静摩擦力及地面对b的支持力时应以a、b整体为研究对象．(2)分析a、b之间的静摩擦力时应以a为研究对象．【解析】由于两木块保持静止，对a进行受力分析可知a、b之间一定存在静摩擦力，选项A正确；对a、b整体进行受力分析可知b与地面之间一定不存在静摩擦力，且地面对b的支持力等于2mg，选项B、D错误，C正确．【答案】AC总结提能对物体进行受力分析时，首先要明确研究对象；然后根据不同的力产生条件的不同，按顺序分析物体所受的力，一般按重力、弹力、摩擦力、其他外力的顺序进行，正确画出物体的受力示意图；最后要检查，防止错画力、多画力和漏画力．L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为(C)A．3 B．4C．5 D．6解析：取木板P为研究对象，它因地球的吸引而受到重力，斜面对P有支持力，因P、Q一起沿斜面匀速下滑，所以斜面对P有沿斜面向上的摩擦力，P上表面光滑，故Q使弹簧处于压缩状态，弹簧给P沿斜面向下的弹力，Q与P接触且相互挤压，Q给P垂直斜面向下的压力．所以木板P共受5个力的作用．1．(多选)下列说法中正确的是(AC)A．甲物体受到乙物体的作用，则乙物体一定同时受到甲物体的作用B．甲物体对乙物体的作用一定是作用力，而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力C．若把甲、乙两物体看成质点，则甲、乙两物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两物体的连线上D．甲物体对乙物体的作用力竖直向上，则乙物体对甲物体的作用力也一定是竖直向上解析：根据牛顿第三定律知，作用力和反作用力是两个物体相互作用而产生的．如果把其中一个叫做作用力，另一个就是反作用力，作用力与反作用力的命名是任意的，作用力与反作用力作用在同一直线上，方向相反，根据以上叙述可判定选项A、C正确，选项B、D错误．2．关于作用力与反作用力，下列说法正确的是(C)A．马拉车加速行驶，马拉车的力大于车拉马的力B．从井里将水桶提上来，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C．不论电梯是加速、匀速还是减速上升，人对电梯底板的压力和底板对人的支持力总是大小相等的D．作用力与反作用力等大、反向，合力为零解析：对于任何物体，在任何条件下，作用力与反作用力的大小一定相等，故马拉车的力等于车拉马的力，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力，人对电梯底板的压力等于底板对人的支持力，选项A、B错，C对；作用力与反作用力等大、反向，但作用在不同的物体上，各自产生不同的效果，不能求合力，选项D错．3．(多选)下列情形中，涉及牛顿第三定律原理的有(ACD)A．气垫船靠旋转的螺旋桨获得动力B．战斗机在行进途中抛弃副油箱C．喷水龙头自动旋转使水喷得均匀D．玩具火箭靠喷出气体飞上天空解析：战斗机在行进途中抛弃副油箱是为了减小惯性，提高灵活性．4．(多选)对“画阴影”的物体受力分析正确的是(BD)5.(多选)如图所示，P和Q叠放在一起，静止在水平面上，在下列各对力中，属于作用力与反作用力的有(C